基于LC-HRMS分子网络与代谢组学整合策略解析YIV906体内代谢谱的协同作用机制

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:Journal of Chromatography A 3.8

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  为解决传统中药(YIV906)体内代谢物鉴定受内源性物质干扰的难题,研究人员结合UHPLC-Q-Exactive轨道阱高分辨质谱(HRMS)、多元统计分析和特征分子网络(FBMN)技术,系统鉴定了63种原型成分和180种代谢物,揭示了黄酮类、有机酸等成分的组织分布特征,为中药多组分协同作用机制研究提供了新范式。

  

在传统中医药现代化研究的浪潮中,如何解析复方中药体内代谢的"黑箱"始终是科学界的难题。YIV906(PHY906)作为源自黄芩汤的标准化抗肿瘤候选药物,由黄芩、芍药、甘草和大枣以2:2:3:2比例组成,虽在临床联合化疗中显示出减轻毒副作用、延长生存期的优势,但其多组分协同代谢机制却因内源性干扰和技术局限长期未被阐明。

针对这一挑战,中国医学科学院等机构的研究团队在《Journal of Chromatography A》发表创新成果。研究采用UHPLC-Q-Exactive轨道阱高分辨质谱(HRMS)为核心技术平台,整合多元统计分析、特征分子网络(FBMN)和Compound Discoverer软件三大策略:通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)筛选给药组差异代谢物;利用GNPS平台构建MS2谱相似性的分子网络实现未知代谢物注释;结合生物转化模块预测多步代谢反应。实验样本来自大鼠血浆和组织,采用PRM-包含离子列表(PRM-IIL)技术增强低丰度代谢物检测灵敏度。

研究结果

  1. 原型成分鉴定:通过自建包含940种成分的数据库,在血浆和组织中鉴定出63种原型成分,包括黄芩素(baicalein)、芍药苷(paeoniflorin)等特征成分。
  2. 代谢物特征:发现180种代谢物,主要涉及葡萄糖醛酸化、硫酸化和肠道菌群介导的降解反应,其中黄酮类代谢物占比最高(42%)。
  3. 组织分布:首次揭示黄芩苷(baicalin)在肝脏富集、甘草次酸(glycyrrhetinic acid)在肠道高分布的空间代谢特征。
  4. 技术优势:FBMN成功区分6对结构异构体,MS2谱相似性评分>0.8的节点准确率达91%。

结论与意义
该研究建立的"多元统计-FBMN-智能预测"三级解析体系,突破了传统代谢研究中背景噪声过滤、低丰度物质检测和未知物注释三大技术瓶颈。特别值得注意的是,通过分子网络聚类发现的二氢黄酮醇类新型代谢物,为解释YIV906增强索拉非尼抗HepG2肝癌效果提供了潜在物质基础。研究不仅为复方中药系统药理学研究提供了可推广的技术框架,其揭示的特定成分组织分布规律更为精准用药方案的制定提供了科学依据。正如通讯作者Wei Cai强调的,这种整合策略可扩展应用于其他复杂生物体系的多组分代谢研究,推动中医药现代化走向"可量化、可预测"的新阶段。

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